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DE102010015400A1 - Silicon microphone for hearing device e.g. behind-the-ear hearing aid, has membrane, which is arranged in open chamber towards surrounding of microphone, and acceleration sensor detecting vibration caused by impact sound in microphone - Google Patents

Silicon microphone for hearing device e.g. behind-the-ear hearing aid, has membrane, which is arranged in open chamber towards surrounding of microphone, and acceleration sensor detecting vibration caused by impact sound in microphone Download PDF

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DE102010015400A1
DE102010015400A1 DE201010015400 DE102010015400A DE102010015400A1 DE 102010015400 A1 DE102010015400 A1 DE 102010015400A1 DE 201010015400 DE201010015400 DE 201010015400 DE 102010015400 A DE102010015400 A DE 102010015400A DE 102010015400 A1 DE102010015400 A1 DE 102010015400A1
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DE
Germany
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microphone
membrane
signal
acceleration sensor
sound
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Granted
Application number
DE201010015400
Other languages
German (de)
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DE102010015400B4 (en
Inventor
Kerser Ang
Markus Heerlein
Harald Klemenz
Peter Nikles
Yi Ren Chris Tan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sivantos Pte Ltd
Original Assignee
Siemens Medical Instruments Pte Ltd
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Abstract

The microphone (10) has a membrane (22), which is arranged in an open chamber (18) towards a surrounding of the microphone. An acceleration sensor detects vibration caused by an impact sound (24) in the microphone. The acceleration sensor comprises another membrane (28) that is arranged in an enclosed chamber (30). Walls (32) of the enclosed chamber are formed from a rigid material. A standing wave is produced in another enclosed chamber by an airborne sound from the surrounding through the former membrane. The latter membrane is arranged in a predetermined area. An independent claim is also included for a method for determining a signal component of an airborne sound and/or an impact sound in a microphone signal of a hearing device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikrofon für eine Hörvorrichtung. Das Mikrofon weist eine erste Membran auf, die in einer Kammer angeordnet ist, welche zu einer Umgebung des Mikrofons hin offen ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ermitteln eines Anteils eines Luftschalls und/oder eines Körperschalls in einem Mikrofonsignal einer Hörvorrichtung. Unter dem Begriff „Hörvorrichtung” wird hier insbesondere ein Hörgerät verstanden. Darüber hinaus fallen unter den Begriff aber auch andere akustische Geräte wie Headsets, Kopfhörer und dergleichen.The invention relates to a microphone for a hearing device. The microphone has a first diaphragm disposed in a chamber which is open to an environment of the microphone. The invention also relates to a method for determining a portion of airborne sound and / or structure-borne noise in a microphone signal of a hearing device. The term "hearing device" is understood here in particular as a hearing device. In addition fall under the term but also other acoustic devices such as headsets, headphones and the like.

Hörgeräte sind tragbare Hörvorrichtungen, die zur Versorgung von Schwerhörenden dienen. Um den zahlreichen individuellen Bedürfnissen entgegenzukommen, werden unterschiedliche Bauformen von Hörgeräten wie Hinter-dem-Ohr-Hörgeräte (HdO), Hörgerät mit externem Hörer (RIC: receiver in the canal) und In-dem-Ohr-Hörgeräte (Ido), z. B. auch Concha-Hörgeräte oder Kanal-Hörgeräte (ITE, CIC), bereitgestellt. Die beispielhaft aufgeführten Hörgeräte werden am Außenohr oder im Gehörgang getragen. Darüber hinaus stehen auf dem Markt aber auch Knochenleitungshörhilfen, implantierbare oder vibrotaktile Hörhilfen zur Verfügung. Dabei erfolgt die Stimulation des geschädigten Gehörs entweder mechanisch oder elektrisch.Hearing aids are portable hearing aids that are used to care for the hearing impaired. To meet the numerous individual needs, different types of hearing aids such as behind-the-ear hearing aids (BTE), hearing aid with external handset (RIC: receiver in the canal) and in-the-ear hearing aids (Ido), z. B. Concha hearing aids or channel hearing aids (ITE, CIC) provided. The hearing aids listed by way of example are worn on the outer ear or in the ear canal. In addition, bone conduction hearing aids, implantable or vibrotactile hearing aids are also available on the market. The stimulation of the damaged hearing takes place either mechanically or electrically.

Hörgeräte besitzen prinzipiell als wesentliche Komponenten einen Eingangswandler, einen Verstärker und einen Ausgangswandler. Der Eingangswandler ist in der Regel ein Schallempfänger, z. B. ein Mikrofon, und/oder ein elektromagnetischer Empfänger, z. B. eine Induktionsspule. Der Ausgangswandler ist meist als elektroakustischer Wandler, z. B. Miniaturlautsprecher, oder als elektromechanischer Wandler, z. B. Knochenleitungshörer, realisiert. Der Verstärker ist üblicherweise in eine Signalverarbeitungseinheit integriert. Dieser prinzipielle Aufbau ist in 1 am Beispiel eines Hinter-dem-Ohr-Hörgeräts dargestellt. In ein Hörgerätegehäuse 1 zum Tragen hinter dem Ohr sind ein oder mehrere Mikrofone 2 zur Aufnahme des Schalls aus der Umgebung eingebaut. Eine Signalverarbeitungseinheit 3, die ebenfalls in das Hörgerätegehäuse 1 integriert ist, verarbeitet die Mikrofonsignale und verstärkt sie. Das Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinheit 3 wird an einen Lautsprecher bzw. Hörer 4 übertragen, der ein akustisches Signal ausgibt. Der Schall wird gegebenenfalls über einen Schallschlauch, der mit einer Otoplastik im Gehörgang fixiert ist, zum Trommelfell des Geräteträgers übertragen. Die Energieversorgung des Hörgeräts und insbesondere die der Signalverarbeitungseinheit 3 erfolgt durch eine ebenfalls ins Hörgerätegehäuse 1 integrierte Batterie 5.Hearing aids have in principle as essential components an input transducer, an amplifier and an output transducer. The input transducer is usually a sound receiver, z. As a microphone, and / or an electromagnetic receiver, for. B. an induction coil. The output transducer is usually used as an electroacoustic transducer, z. As miniature speaker, or as an electromechanical transducer, z. B. bone conduction, realized. The amplifier is usually integrated in a signal processing unit. This basic structure is in 1 shown using the example of a behind-the-ear hearing aid. In a hearing aid housing 1 To carry behind the ear are one or more microphones 2 built-in for recording the sound from the environment. A signal processing unit 3 also in the hearing aid housing 1 is integrated, processes the microphone signals and amplifies them. The output signal of the signal processing unit 3 goes to a speaker or listener 4 transmitted, which emits an acoustic signal. The sound is optionally transmitted via a sound tube, which is fixed with an earmold in the ear canal, to the eardrum of the device carrier. The power supply of the hearing aid and in particular the signal processing unit 3 done by a likewise in the hearing aid housing 1 integrated battery 5 ,

Bei dem von den Mikrofonen 2 erfassten Schall handelt es sich oft um einen Luftschall aus der Umgebung des Hörgeräts. Um aus dem Luftschall ein elektronisches Mikrofonsignal erzeugen zu können, weist ein Mikrofon üblicherweise eine bewegliche Membran auf. Die Membran befindet sich im Mikrofon in einer Kammer, die zur Umgebung des Mikrofons hin offen ist, so dass der Luftschall in die Kammer dringen und auf eine Seite der Membran treffen kann. Die Membran wird dann durch den Luftschall bewegt. Anhand dieser Bewegung der Membran lässt sich dann das Mikrofonsignal erzeugen.In the case of the microphones 2 recorded sound is often an airborne sound from the environment of the hearing aid. In order to be able to generate an electronic microphone signal from the airborne sound, a microphone usually has a movable membrane. The membrane is located in the microphone in a chamber that is open to the environment of the microphone so that the airborne sound can penetrate into the chamber and hit one side of the membrane. The membrane is then moved by the airborne sound. Based on this movement of the membrane can then generate the microphone signal.

Problematisch bei Hörgeräten ist, dass von den Mikrofonen 2 auch ein Mikrofonsignal erzeugt wird, wenn das Hörgerät beispielsweise angetippt wird. Durch das Antippen wird in einer Wandung des Hörgerätegehäuses 1 ein Körperschall erzeugt, der dann Gehäuse der Mikrofone 2 zum Schwingen bringt. Dadurch kann auch ein Körperschall die Membranen der Mikrofone 2 in Schwingung versetzt. Diese Schwingung der Membranen kann sogar sehr viel stärker sein als eine Schwingung, die durch einen normal lauten Luftschall erzeugt wird. Entsprechend wird das Antippen des Hörgerätegehäuses 1 von dem Hörgeräteträger als verhältnismäßig lautes Klopfen wahrgenommen. Weitere Ursachen für Körperschall in einem Hörgerät sind beispielsweise Vibrationen, welche ein Wind erzeugen kann, der an dem Hörgerätegehäuse 1 vorbei streicht. Auch ein Zurechtrücken des Hörgeräts am Ohr des Geräteträgers kann zu einem Reibgeräusch in den Mikrofonen 2 führen. Des Weiteren kann auch eine Vibration des Hörers 4 zu einem Körperschall in Wandungen und anderen Strukturen des Hörgeräts führen. Dieser Körperschall kann sich dann zu den Gehäusen der Mikrofone 2 hin ausbreiten, wodurch eine akustische Rückkopplung des Signals des Hörers 4 zu den Mikrofonen 2 hin verursacht werden kann.The problem with hearing aids is that of the microphones 2 Also, a microphone signal is generated when the hearing aid is touched, for example. By tapping is in a wall of the hearing aid housing 1 produces a structure-borne noise, which then housing the microphones 2 makes you swing. As a result, a structure-borne noise, the membranes of the microphones 2 vibrated. This vibration of the membranes can even be much stronger than a vibration generated by a normal loud airborne sound. Accordingly, the tapping of the hearing aid housing 1 perceived by the hearing aid wearer as relatively loud knocking. Further causes of structure-borne noise in a hearing aid are, for example, vibrations which a wind can generate, which on the hearing aid housing 1 sweep over. Even a straightening of the hearing aid on the ear of the equipment wearer can cause a friction noise in the microphones 2 to lead. Furthermore, a vibration of the listener may also be present 4 lead to structure-borne noise in walls and other structures of the hearing aid. This structure-borne noise can then become the housings of the microphones 2 spread out, creating an acoustic feedback of the signal of the listener 4 to the microphones 2 can be caused.

Um eine Entstehung eines Mikrofonsignals aufgrund von Körperschall zu vermeiden, ist bekannt, die Mikrofone 2 in einem Hörgerät mit dämpfenden Materialien zu umgeben. Solche Materialien sind allerdings verhältnismäßig kostspielig.In order to avoid a generation of a microphone signal due to structure-borne noise, it is known the microphones 2 in a hearing aid surrounded with damping materials. However, such materials are relatively expensive.

Um eine akustische Rückkopplung zu vermeiden, kann in der Signalverarbeitungseinheit 3 durch eine entsprechende Regelung ein Kompensationssignal berechnet werden, welches ein rückgekoppeltes Signal in dem Mikrofonsignal kompensiert. Eine solche Regelung muss allerdings kontinuierlich an die akustischen Verhältnisse angepasst werden, die sich beispielsweise schon durch eine Bewegung des Kiefers des Hörgeräteträgers verändern können. Daher kann es vorkommen, dass die Regelung eine Rückkopplung nur mit einer zeitlichen Verzögerung kompensieren kann.In order to avoid acoustic feedback, in the signal processing unit 3 by a corresponding control, a compensation signal can be calculated, which compensates for a fed back signal in the microphone signal. However, such a regulation must be continuously adapted to the acoustic conditions, which can for example change already by a movement of the jaw of the hearing aid wearer. Therefore, it may happen that the control can compensate for feedback only with a time delay.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit bereitzustellen, um in einem Mikrofonsignal einen Anteil eines Luftschalls bzw. eines Körperschalls ermitteln zu können.It is an object of the present invention to provide a way to in one Microphone signal to be able to determine a proportion of airborne sound or structure-borne noise.

Die Aufgabe wird durch ein Mikrofon gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Mikrofons und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind durch die Unteransprüche gegeben.The object is achieved by a microphone according to claim 1. The object is also achieved by a method according to claim 9. Advantageous developments of the microphone according to the invention and the method according to the invention are given by the subclaims.

Das erfindungsgemäße Mikrofon ist für eine Hörvorrichtung geeignet. Es umfasst eine erste Membran, die in einer Kammer angeordnet ist, welche zu einer Umgebung des Mikrofons hin offen ist. Mit dieser Membran kann also ein Luftschall aus der Umgebung in der üblichen Weise erfasst werden und in ein Mikrofonsignal gewandelt werden. Diese Membran kann allerdings auch durch einen Körperschall zum Schwingen gebracht werden. Das erfindungsgemäße Mikrofon weist deshalb zusätzlich einen Beschleunigungssensor auf, mit dem eine Schwingung in dem Mikrofon erfasst werden kann, die durch einen Körperschall hervorgerufen wird. Der Beschleunigungssensor ist selbstverständlich ein von der ersten Membran verschiedenes Element. Mit dem Beschleunigungssensor ist also ein Signal erzeugbar, dass nicht von dem Luftschall aus der Umgebung, sondern nur von der Schwingung in dem Mikrofon abhängig ist, welche durch den Körperschall hervorgerufen wird.The microphone according to the invention is suitable for a hearing device. It includes a first diaphragm disposed in a chamber which is open to an environment of the microphone. With this membrane so an airborne sound from the environment can be detected in the usual way and converted into a microphone signal. However, this membrane can also be made to vibrate by a structure-borne noise. The microphone according to the invention therefore additionally has an acceleration sensor, with which an oscillation in the microphone can be detected, which is caused by a structure-borne sound. Of course, the acceleration sensor is an element different from the first diaphragm. With the acceleration sensor so a signal can be generated that is not dependent on the airborne sound from the environment, but only by the vibration in the microphone, which is caused by the structure-borne noise.

Mit dem erfindungsgemäßen Mikrofon können somit zwei Signale erzeugt werden, nämlich eines, in dem Signalkomponenten eines Luftschalls und eines Köperschalls überlagert sind, und eines, das ausschließlich dem Signal des Körperschalls entspricht.With the microphone according to the invention thus two signals can be generated, namely one in which signal components of an airborne sound and a body sound are superimposed, and one which corresponds exclusively to the signal of structure-borne noise.

Zu der Erfindung gehört entsprechend auch ein Verfahren zum Ermitteln eines Anteils eines Luftschalls und/oder eines Körperschalls in einem Mikrofonsignal. Das Verfahren kann beispielsweise mit Hilfe des erfindungsgemäßen Mikrofons durchgeführt werden.Accordingly, the invention also includes a method for determining a portion of airborne sound and / or structure-borne noise in a microphone signal. The method can be carried out, for example, with the aid of the microphone according to the invention.

Gemäß dem Verfahren wird dabei in einem ersten Schritt ein erstes Signal mittels der ersten Membran des Mikrofons erfasst. Wie bereits beschrieben wird die erste Membran sowohl durch den Körperschall als auch durch Luftschall bewegt. In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird ein zweites Signal mittels des Beschleunigungssensors erfasst. Der Beschleunigungssensor wird dabei eben nur durch den Körperschall bewegt. In einem dritten Schritt des Verfahrens werden das erste Signal und das zweite Signal miteinander verglichen. In Abhängigkeit von dem Vergleich wird dann in einem vierten Schritt der Anteil des ersten Signals ermittelt, welcher durch den Luftschall erzeugt worden ist. Alternativ oder zusätzlich dazu wird der Anteil des ersten Signals ermittelt, welcher durch den Körperschall erzeugt worden ist.According to the method, in a first step, a first signal is detected by means of the first membrane of the microphone. As already described, the first membrane is moved both by structure-borne noise and by airborne sound. In a further step of the method, a second signal is detected by means of the acceleration sensor. The acceleration sensor is just moved by the structure-borne sound. In a third step of the method, the first signal and the second signal are compared with each other. Depending on the comparison, the proportion of the first signal which has been generated by the airborne sound is then determined in a fourth step. Alternatively or additionally, the proportion of the first signal is determined, which has been generated by the structure-borne sound.

Durch das erfindungsgemäße Mikrofon und durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es ermöglicht, das Signal des Luftschalls aus der Umgebung und das Signal des Körperschalls voneinander zu trennen. Durch Dämpfen des Signalanteils des Körperschalls in dem Mikrofonsignal kann einem Hörgeräteträger somit ein in seiner Qualität verbessertes Signal bereitgestellt werden.By the microphone according to the invention and by the method according to the invention, it is possible to separate the signal of the airborne sound from the environment and the signal of structure-borne noise from each other. By attenuating the signal component of the structure-borne noise in the microphone signal, a hearing aid wearer can thus be provided with an improved quality signal.

Im Bezug auf das Signal des Körperschalls ergibt sich eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn in einem zusätzlichen Schritt ein Klopfsignal erkannt wird, welches durch Berühren der Hörvorrichtung erzeugt wird. Dann ist es in einem weiteren Schritt möglich, eine Funktion der Hörvorrichtung in Abhängigkeit von dem erkannten Klopfsignal einzustellen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Hörgeräteträger die Hörvorrichtung allein durch Antippen bedienen kann.With regard to the signal of structure-borne noise, an advantageous development of the method according to the invention results if, in an additional step, a knock signal is detected which is generated by touching the hearing device. Then, in a further step, it is possible to set a function of the hearing device as a function of the detected knock signal. This results in the advantage that the hearing device wearer can operate the hearing device solely by tapping.

Das erfindungsgemäße Mikrofon wird in vorteilhafter Weise weitergebildet, wenn der Beschleunigungssensor eine zweite Membran umfasst, welche in einer geschlossenen Kammer angeordnet ist. Durch die geschlossene Kammer kann verhindert werden, dass die zweite Membran durch den Luftschall aus der Umgebung zum Schwingen gebracht wird. Durch Verwenden einer zweiten Membran als Beschleunigungssensor ergibt sich der Vorteil, dass ein Schwingungsverhalten der zweiten Membran an dasjenige der ersten Membran angepasst werden kann. Dann ist das mittels der zweiten Membran ermittelte Signal sehr ähnlich dem ersten Signal der ersten Membran, wenn beide Membranen durch einen Körperschall in Schwingung versetzt werden. So lässt sich in vorteilhafter Weise das in dem ersten Signal enthaltene Körperschallsignal beispielsweise einfach durch Subtrahieren des zweiten Signals von dem ersten Signal kompensieren. Dabei spielt es dann keine Rolle, wenn in dem ersten Signal dem Signalanteil des Körperschalls ein Signalanteil eines Luftschalls linear überlagert ist.The microphone according to the invention is developed in an advantageous manner if the acceleration sensor comprises a second diaphragm, which is arranged in a closed chamber. Through the closed chamber can be prevented that the second membrane is caused to vibrate by the airborne sound from the environment. By using a second membrane as an acceleration sensor, there is the advantage that a vibration behavior of the second membrane can be adapted to that of the first membrane. Then, the signal detected by the second diaphragm is very similar to the first signal of the first diaphragm when both diaphragms are vibrated by a structure-borne noise. Thus, for example, the structure-borne sound signal contained in the first signal can be compensated for simply by subtracting the second signal from the first signal. It does not matter if in the first signal, the signal component of the structure-borne sound, a signal component of airborne sound is linearly superimposed.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mikrofons mit den zwei Membranen sind Wände der geschlossenen Kammer aus einem starren Material gebildet. Dann lässt sich ein Körperschall für ein breites Frequenzspektrum ermitteln.In a development of the microphone according to the invention with the two membranes walls of the closed chamber are formed of a rigid material. Then a structure-borne noise can be determined for a broad frequency spectrum.

In einer alternativen Weiterbildung ist eine Wand der geschlossenen Kammer durch die erste Membran gebildet. Mit anderen Worten ist die zweite Membran in derselben, offenen Kammer wie die erste Membran angeordnet. Um dabei einen geschlossenen Bereich für die zweite Membran zu bilden, also eben eine geschlossene Kammer, ist die zweite Membran von der Öffnung der offenen Kammer aus gesehen hinter der ersten Membran angeordnet. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrofons ermöglicht eine besonders kompakte Anordnung der beiden Membranen.In an alternative development, a wall of the closed chamber is formed by the first membrane. In other words, the second membrane is disposed in the same open chamber as the first membrane. In order to form a closed area for the second membrane, ie just a closed chamber, the second membrane is from the opening of the open chamber seen from behind the first membrane. This embodiment of the microphone according to the invention allows a particularly compact arrangement of the two membranes.

Durch einen Luftschall aus der Umgebung kann bei dieser Anordnung die erste Membran natürlich in der beschriebenen Weise bewegt werden. Durch die Bewegung der ersten Membran ist dann in der geschlossenen Kammer eine stehende Welle erzeugbar. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrofons weist die stehende Welle dabei in einem vorbestimmten Bereich eine Node auf. Eine Node einer stehenden Welle ist ein solcher Bereich, in welchem eine Schnelle der stehenden Schallwelle stets Null oder annähernd Null ist. Bei der Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mikrofons ist die zweite Membran in dem vorbestimmten Bereich, d. h. in der Node, angeordnet. Mit anderen Worten wird die zweite Membran durch den Luftschall also nicht in Schwingung versetzt. Ein Körperschall vesetzt dagegen stets beide Membranen in Schwingung. Somit lässt sich in vorteilhafter Weise unmittelbar zwischen einem Luftschall aus der Umgebung einerseits und einem Körperschall andererseits unterscheiden.By an airborne sound from the environment, the first membrane can of course be moved in the manner described in this arrangement. By the movement of the first membrane, a standing wave can then be generated in the closed chamber. According to an advantageous development of this embodiment of the microphone according to the invention, the standing wave has a node in a predetermined area. A standing wave node is one such area in which a fast of the standing sound wave is always zero or nearly zero. In the development of the microphone according to the invention, the second membrane in the predetermined range, d. H. in the node, arranged. In other words, the second membrane is thus not vibrated by the airborne sound. On the other hand, a structure-borne noise always sets both membranes in vibration. Thus, it is advantageously possible to differentiate directly between airborne noise from the environment on the one hand and structure-borne noise on the other hand.

Die offene und die geschlossene Kammer sind bevorzugt gleich groß. Dadurch lässt sich das Schwingungsverhalten der beiden Membranen in vorteilhafter Weise angleichen. Entsprechend einfach ist es dann, in dem mittels der ersten Membran erfassten Signal den Anteil des Körperschalls zu entfernen.The open and the closed chamber are preferably the same size. As a result, the vibration behavior of the two membranes can be adjusted in an advantageous manner. It is then correspondingly simple to remove the amount of structure-borne noise in the signal detected by means of the first membrane.

Durch die erste Membran ist in der offenen Kammer ein Volumen abgegrenzt. Das in dem Volumen eingeschlossene Medium bildet zusammen mit der ersten Membran ein schwingungsfähiges System, welches die Übertragungscharakteristik des Mikrofons bestimmt. Eine solche Übertragungscharakteristik beschreibt die Veränderung des Signals des Luftschalls bei der Umwandlung in das elektrische Mikrofonsignal. Die geschlossene Kammer wird durch die zweite Membran in zwei Volumina geteilt.Through the first membrane, a volume is defined in the open chamber. The medium enclosed in the volume together with the first membrane forms a vibratory system which determines the transmission characteristic of the microphone. Such a transmission characteristic describes the change in the signal of the airborne sound in the conversion into the electrical microphone signal. The closed chamber is divided by the second membrane into two volumes.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mikrofons ist zumindest eines der beschriebenen Volumen mit Helium gefüllt. Dadurch lassen sich die akustischen Eigenschaften des Mikrofons in vorteilhafter Weise festlegen. Insbesondere kann auch für einen besonders tieffrequenten Luftschall eine stehende Welle erzeugt werden, bei der sich eine Node in einem gewünschten Bereich befindet.In an advantageous development of the microphone according to the invention, at least one of the described volumes is filled with helium. As a result, the acoustic properties of the microphone can be set in an advantageous manner. In particular, even for a particularly low-frequency airborne sound, a standing wave can be generated in which a node is located in a desired range.

Unabhängig von einer Bauweise des Beschleunigungssensors sind gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mikrofons die offene Kammer und der Beschleunigungssensor in einem gemeinsamen Gehäuse des Mikrofons angeordnet. Die erste Membran und der Beschleunigungssensor sind dann mechanisch besonders gut gekoppelt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein über das Gehäuse in das Mikrofon eindringender Körperschall die erste Membran und den Beschleunigungssensor in die gleiche Schwingung versetzt.Regardless of a construction of the acceleration sensor, the open chamber and the acceleration sensor are arranged in a common housing of the microphone according to another advantageous embodiment of the microphone according to the invention. The first diaphragm and the acceleration sensor are then mechanically coupled very well. This results in the advantage that a structure-borne noise penetrating the microphone into the microphone causes the first diaphragm and the acceleration sensor to oscillate in the same way.

Das erfindungsgemäße Mikrofon ist bevorzugt zumindest teilweise als ein mikro-elektromechanisches System (MEMS), d. h. als Bestandteil eines Mikrochips, ausgebildet. Dies verbessert die Möglichkeit, das Mikrofon zu miniaturisieren.The microphone according to the invention is preferably at least partially as a micro-electro-mechanical system (MEMS), i. H. as part of a microchip formed. This enhances the ability to miniaturize the microphone.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dazu zeigt:The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments. This shows:

1 eine schematische Darstellung eines Aufbaus einer Hinter-dem-Ohr-Hörgeräts; 1 a schematic representation of a structure of a behind-the-ear hearing aid;

2 eine schematische Darstellung einer Schnittansicht eines Siliziummikrofons gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrofons; und 2 a schematic representation of a sectional view of a silicon microphone according to an embodiment of the microphone according to the invention; and

3 eine schematische Darstellung einer Schnittansicht eines Siliziummikrofons gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrofons. 3 a schematic representation of a sectional view of a silicon microphone according to another embodiment of the microphone according to the invention.

Die Beispiele stellen bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar. Die im folgenden im Zusammenhang mit den Beispielen erläuterten Merkmale sind dabei auch in Alleinstellung und in einer anderen als durch die Beispiele veranschaulichten Kombinationen als zu der Erfindung gehörig anzusehen.The examples represent preferred embodiment of the invention. The features explained below in connection with the examples are to be regarded as belonging to the invention also in isolation and in a different than by the examples illustrated combinations.

In 2 ist ein Siliziummikrofon 10 gezeigt, das an einer Gehäuseschale 12 eines Hörgeräts befestigt sein kann. Mittels des Siliziummikrofons 10 wird auf Grundlage eines Signals eines Luftschalls 14, der auf das Siliziummikrofon 10 trifft, ein elektrisches Mikrofonsignal erzeugt. In 2 ist eine Ausbreitungsrichtung von Schallwellen des Luftschalls 14 durch Pfeile angedeutet. Das elektrische Mikrofonsignal wird von einer in 2 nicht dargestellten Signalverarbeitungseinheit verarbeitet, um ein für einen Hörgeräteträger aufbereitetes Signal zu erzeugen.In 2 is a silicon microphone 10 shown on a housing shell 12 a hearing aid can be attached. By means of the silicon microphone 10 is based on a signal of airborne sound 14 pointing to the silicon microphone 10 meets, generates an electrical microphone signal. In 2 is a propagation direction of sound waves of airborne sound 14 indicated by arrows. The electric microphone signal is from an in 2 Not shown signal processing unit processed to produce a processed for a hearing aid wearer signal.

Zum Wandeln des Signals des Luftschalls in ein erstes elektrisches Signal befindet sich in einem Mikrofongehäuse 16 des Siliziummikrofons 10 eine Kammer 18. Die Kammer 18 ist offen, d. h. in einer Wandung der Kammer 18 befindet sich eine Öffnung 20 zur Umgebung des Siliziummikrofons 10 hin. In der Kammer 18 befindet sich eine Membran 22. Durch die Öffnung 20 gelangt ein Teil des Luftschalls 14 in die Kammer 18 und bringt die Membran 22 zum Schwingen. Das Schwingen der Membran 22 ist in 2 durch gestrichelte Linien symbolisch angedeutet.For converting the signal of airborne sound into a first electrical signal is located in a microphone housing 16 of the silicon microphone 10 a chamber 18 , The chamber 18 is open, ie in a wall of the chamber 18 there is an opening 20 to the environment of the silicon microphone 10 out. In the chamber 18 there is a membrane 22 , Through the opening 20 a part of the airborne sound comes 14 in the chamber 18 and bring the membrane 22 to swing. The swinging of the membrane 22 is in 2 symbolically indicated by dashed lines.

Mittels der Membran 22 wird in dem Siliziummikrofon 10 das erste elektrische Signal erzeugt. Dazu kann die Membran 22 beispielsweise Bestandteil einer Kondensatormikrofon-Schaltungsanordnung sein.By means of the membrane 22 is in the silicon microphone 10 generates the first electrical signal. For this, the membrane 22 For example, be part of a condenser microphone circuitry.

Das erste elektrische Signal kann allerdings neben einer Signalkomponente, die durch den Luftschall 14 erzeugt worden ist, auch eine Signalkomponente aufweisen, die durch einen Körperschall 24 erzeugt worden ist.The first electrical signal can, however, in addition to a signal component, by the airborne sound 14 has been generated, also having a signal component by a structure-borne sound 24 has been generated.

Der Körperschall 24 kann beispielsweise dadurch verursacht sein, dass der Hörgeräteträger auf die Gehäuseschale 12 klopft oder das Hörgerät an dem Ohr reibt, während er das Hörgerät zurechtrückt. Der Körperschall 24 kann auch durch einen Hörer des Hörgeräts hervorgerufen worden sein, welcher einen Schall in einen Gehörgang des Hörgeräteträgers abstrahlt. Die Membran 22 wird auch durch den Körperschall 24 bewegt, wenn sich dieser in der Gehäuseschale 12 ausbreitet und das Mikrofongehäuse 16 in Schwingung versetzt. Über eine Aufhängung 26 der Membran 22 in der offenen Kammer 18 wird diese Schwingung auf die Membran 22 übertragen.The structure-borne sound 24 may be caused, for example, that the hearing aid wearer on the housing shell 12 Knocks or rubs the hearing aid on the ear, while he adjusts the hearing aid. The structure-borne sound 24 may also have been caused by a handset of the hearing device, which emits a sound in an ear canal of the hearing aid wearer. The membrane 22 is also due to the structure-borne noise 24 moves when this in the housing shell 12 spreads out and the microphone housing 16 vibrated. About a suspension 26 the membrane 22 in the open chamber 18 this vibration will affect the membrane 22 transfer.

Um den von dem Körperschall 24 erzeugten Anteil in dem ersten elektrischen Signal bestimmen zu können, wird ein zweites elektrisches Signal mittels einer Membran 28 erzeugt, die sich in einer Kammer 30 des Siliziummikrofons 10 befindet. Die Kammer 30 ist geschlossen. Mit anderen Worten ist die Membran 28 vollständig von einer Wandung 32 des Siliziummikrofons umgeben. Die Wandung 32 ist aus einem starren Material. Daher kann die Membran 28 nicht durch den Luftschall 14 in Schwingung versetzt werden. Sie wird somit ausschließlich durch den Körperschall 24 zum Schwingen angeregt. Damit ist die zweite Membran 28 ein Beschleunigungssensor des Siliziummikrofons 10.To that of the structure-borne noise 24 To be able to determine the proportion generated in the first electrical signal, a second electrical signal by means of a membrane 28 generated in a chamber 30 of the silicon microphone 10 located. The chamber 30 is closed. In other words, the membrane 28 completely from a wall 32 surrounded by the silicon microphone. The wall 32 is made of a rigid material. Therefore, the membrane 28 not by the airborne sound 14 be vibrated. It is thus exclusively by the structure-borne sound 24 excited to swing. This is the second membrane 28 an acceleration sensor of the silicon microphone 10 ,

Mittels der zweiten Membran 28 wird ein zweites elektrisches Signal in ähnlicher Weise erzeugt wie mit der ersten Membran 22. Durch eine in 2 nicht dargestellte Schaltungsanordnung des Siliziummikrofons 10 kann das zweite Signal von dem ersten Signal der Membran 22 subtrahiert werden. Dadurch wird ein Mikrofonsignal erzeugt, bei dem der Anteil des Signals des Körperschalls 24 nahezu ausgelöscht ist. Das derart von dem Anteil des Körperschalls 24 befreite Mikrofonsignal wird an die Signalverarbeitungseinheit weitergeleitet.By means of the second membrane 28 a second electrical signal is generated in a manner similar to that of the first membrane 22 , By a in 2 not shown circuit arrangement of the silicon microphone 10 may be the second signal from the first signal of the membrane 22 be subtracted. As a result, a microphone signal is generated, in which the proportion of the signal of structure-borne noise 24 is almost extinguished. The way of the proportion of structure-borne sound 24 liberated microphone signal is forwarded to the signal processing unit.

Die Membran 22 und die Membran 28 können dieselbe Form aufweisen. Sie können auch aus dem gleichen Material gefertigt sein. Die Abmessungen der beiden Kammern 18 und 20 können ebenfalls gleich sein. Dann sind auch die in den Membranen 24 und 26 durch den Körperschall 28 erzeugten Schwingungen sehr ähnlich.The membrane 22 and the membrane 28 can have the same shape. They can also be made of the same material. The dimensions of the two chambers 18 and 20 can also be the same. Then those are also in the membranes 24 and 26 through the structure-borne sound 28 generated vibrations very similar.

Das starre oder steife Material der Wandungen 32 kann beispielsweise ein Stahl, eine Keramik, ein Kunststoff oder Silizium sein.The rigid or rigid material of the walls 32 may be, for example, a steel, a ceramic, a plastic or silicon.

Indem die beiden Membranen 22 und 28 in einem gemeinsamen Gehäuse 16 als ein einziges Modul bereitgestellt sind, ergibt sich eine besonders gute mechanische Kopplung zwischen den Wänden der Kammern 18 und 30. Dadurch ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass der Körperschall 24 die beiden Membranen 22 und 28 in ähnlicher Weise zu einer Schwingung anregt.By the two membranes 22 and 28 in a common housing 16 are provided as a single module, there is a particularly good mechanical coupling between the walls of the chambers 18 and 30 , This ensures advantageously that the structure-borne noise 24 the two membranes 22 and 28 in a similar way to a vibration.

Das Schwingungsverhalten der beiden Membrane 22, 28 wird auch durch Volumen V1 bzw. V2 und V2' bestimmt, die in der Kammer 18 bzw. 30 durch die Membran 22 bzw. 28 abgegrenzt sind. Die Volumina V1 und V2 können gleich groß sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, beispielsweise ein kleineres Volumen V2 bereitzustellen. In diesem Fall kann der Zusammenhang zwischen einer Schwingung der Membran 22 einerseits und der Membran 28 andererseits beispielsweise durch Messungen oder durch Berechnen bestimmt werden. Die Berechnung kann in Abhängigkeit von den Abmessungen der Kammern 18 und 30 sowie den Materialeigenschaften und der Form der Membranen 22 und 28 durchgeführt werden. Falls die beiden Membranen 22 und 28 ein unterschiedlichen Schwingungsverhalten aufweisen, lassen sich die beiden zu den Membranen 22 und 28 ermittelten elektrischen Signalen natürlich nicht einfach voneinander subtrahieren. Dennoch weist die Verwendung einer zweiten Membran 28 als Beschleunigungssensor den besonderen Vorteil auf, dass beispielsweise das Resonanzverhalten der zweiten Membran 28 demjenigen der ersten Membran 22 angeglichen werden kann.The vibration behavior of the two membranes 22 . 28 is also determined by volume V 1 and V 2 and V 2 ', respectively, in the chamber 18 respectively. 30 through the membrane 22 respectively. 28 are delimited. The volumes V 1 and V 2 can be the same size. It can also be provided, for example, to provide a smaller volume V 2 . In this case, the relationship between a vibration of the membrane 22 on the one hand and the membrane 28 On the other hand, for example, be determined by measurements or by calculation. The calculation may vary depending on the dimensions of the chambers 18 and 30 as well as the material properties and the shape of the membranes 22 and 28 be performed. If the two membranes 22 and 28 have a different vibration behavior, the two can be to the membranes 22 and 28 Of course, it is not easy to subtract detected electrical signals from each other. Nevertheless, the use of a second membrane indicates 28 As acceleration sensor the particular advantage that, for example, the resonance behavior of the second membrane 28 that of the first membrane 22 can be adjusted.

Das Mikrofongehäuse 16 kann auch als Bedienelement für das Hörgerät verwendet werden. Durch Klopfen an das Mikrofongehäuse 16 oder die Gehäuseschale 12 wird durch beide Membranen 22, 28 ein Signal mit einer sehr viel größeren Amplitude erzeugt als durch den Luftschall 14. Dieses Klopfen kann als Klopfsignal in den Signalen der beiden Mikrofone 22 und 28 erkannt werden. Die Detektion eines Klopfens kann z. B. dazu genutzt werden, zwischen Programmen des Hörgeräts umzuschalten.The microphone housing 16 Can also be used as a control for the hearing aid. By knocking on the microphone housing 16 or the housing shell 12 is through both membranes 22 . 28 produces a signal with a much greater amplitude than airborne sound 14 , This knocking can be as a knocking signal in the signals of the two microphones 22 and 28 be recognized. The detection of knocking can, for. B. be used to switch between programs of the hearing aid.

Die Membrane 22 und 28 können als mikro-elektromechanische Systeme ausgebildet sein, d. h. Teile des Siliziummikrofons 10 können als Mikrochip gefertigt sein. Sie sind dann verhältnismäßig klein, so dass das Siliziummikrofon 10 auch in sehr kleinen Hörgeräten eingebaut werden kann. Das Material, das zum Herstellen eines MEMS verwendet wird, altert auch verhältnismäßig langsam. Es ist auch chemisch stabil und robust gegen Feuchtigkeit und extreme Temperaturen.The membrane 22 and 28 can be designed as micro-electro-mechanical systems, ie parts of the silicon microphone 10 can be made as a microchip. They are then relatively small, so the silicon microphone 10 also in a lot small hearing aids can be installed. The material used to make a MEMS also ages relatively slowly. It is also chemically stable and resistant to moisture and extreme temperatures.

Anstelle der zweien Membran kann auch ein anderer Beschleunigungssensor, beispielsweise ein elektronisches Bauteil mit einem Piezoelement oder einer Zunge aus Silizium, vorgesehen sein.Instead of the two diaphragms, another acceleration sensor, for example an electronic component with a piezoelectric element or a tongue made of silicon, can also be provided.

In 3 ist ein Siliziummikrofon 34 mit einer ersten Membran 36 und einer zweiten Membran 38 gezeigt. Die beiden Membranen 34 und 36 sind in einem Gehäuse 40 in einem gemeinsamen Raum angeordnet. Die Membran 36 schlieft einen Teil des Raums zu einer Öffnung 42 des Gehäuses 40 hin ab. Durch die Membran 36 wird damit in dem Gehäuse 40 eine geschlossene Kammer gebildet, in welcher sich die zweite Membran 38 befindet. Durch die Membran 38 sind wiederum zwei Volumina V3 und V4 in dem Gehäuse 40 gegeneinander abgetrennt. Das Siliziummikrofon 34 kann wie das Siliziummikrofon 10 in einer Gehäuseschale 12 eines Hörgeräts eingebaut sein.In 3 is a silicon microphone 34 with a first membrane 36 and a second membrane 38 shown. The two membranes 34 and 36 are in a housing 40 arranged in a common room. The membrane 36 Sleeps a part of the room to an opening 42 of the housing 40 down. Through the membrane 36 it will be in the case 40 a closed chamber is formed, in which the second membrane 38 located. Through the membrane 38 again are two volumes V 3 and V 4 in the housing 40 separated from each other. The silicon microphone 34 can be like the silicon microphone 10 in a housing shell 12 a hearing aid installed.

In dem in 3 gezeigten Beispiel trifft ein Luftschall 44 auf das Siliziummikrofon 34. Durch die Öffnung 42 gelangt ein Teil des Luftschalls 44 in das Gehäuse 40 und regt die Membran 36 zu einer Schwingung an. Die Bewegung der Membran 36 ist in 3 durch gestrichelte Linien angedeutet. Die Schwingung der Membran 36 erzeugt eine Schwingung in dem Volumen V3. Diese Schwingung in dem Volumen V3 ist ein Luftschall.In the in 3 example shows an airborne sound 44 on the silicon microphone 34 , Through the opening 42 a part of the airborne sound comes 44 in the case 40 and stimulates the membrane 36 to a vibration. The movement of the membrane 36 is in 3 indicated by dashed lines. The vibration of the membrane 36 generates a vibration in the volume V 3 . This vibration in the volume V 3 is an airborne sound.

Wenn der Luftschall eine bestimmte Frequenz aufweist, wird durch eine Reflektion des Schalls an den Wänden des Gehäuses 40 in den Volumina V3 und V4 eine stehende Welle ausgebildet. Entsprechend kann es in den Volumina V3 und V4 trotz einer Schwingungsanregung durch die erste Membran 36 dazu kommen, dass eine Node ausgebildet wird, in welcher Luftmoleküle nicht durch den Luftschall ausgelenkt werden. Eine Lage einer solchen Node innerhalb des Gehäuses 40 ist dabei von der Form des Gehäuses 40 und der Membranen 36 und 38 sowie durch die Materialeigenschaften dieser Elemente bestimmt. Des Weiteren ist die Lage einer Node von der Frequenz des Luftschalls 44 abhängig.If the airborne sound has a certain frequency, it is reflected by a reflection of the sound on the walls of the housing 40 formed in the volumes V 3 and V 4, a standing wave. Accordingly, it can in the volumes V 3 and V 4 despite a vibration excitation by the first membrane 36 In addition, a node is formed in which air molecules are not deflected by the airborne sound. A location of such a node within the enclosure 40 is the shape of the case 40 and the membranes 36 and 38 and determined by the material properties of these elements. Furthermore, the location of a node is the frequency of the airborne sound 44 dependent.

Bei dem Hörgerät, in dessen Gehäuseschale 12 das Siliziummikrofon 34 eingebaut ist, kommt es bei einer Benutzung desselben durch einen Hörgeräteträger häufig vor, dass ein ganz bestimmter Körperschall erzeugt wird. Dieser Körperschall weist eine typische Frequenz auf. Durch den Körperschall wird das Gehäuse 40 des Siliziummikrofons 34 zu einer Schwingung anregt, die dann über Aufhängungen der beiden Membranen 36 und 38 auf diese übertragen wird. Dies kann zu einer Störung in dem Mikrofonsignal des Siliziummikrofons 34 führen. Bei dem Siliziummikrofon 34 ist allerdings ein Teil dieses Störsignals stark gedämpft, sodass der Hörgeräteträger die Störung kaum wahrnimmt.In the hearing aid, in the housing shell 12 the silicon microphone 34 is installed, it is common when using the same by a hearing aid wearer, that a very specific structure-borne noise is generated. This structure-borne noise has a typical frequency. Due to the structure-borne noise, the housing 40 of the silicon microphone 34 to stimulate a vibration, which then has suspensions of the two membranes 36 and 38 is transferred to this. This can cause a disturbance in the microphone signal of the silicon microphone 34 to lead. At the silicon microphone 34 However, a part of this interference signal is strongly attenuated, so that the hearing aid wearer hardly perceives the disturbance.

Dazu sind die Form des Gehäuses 40 und diejenige der Membrane 36 und 38 sowie die Materialeigenschaften der Elemente in der folgenden Weise ausgewählt worden: Für den Fall, dass auch der Luftschall 44 die für den Körperschall typische Frequenz aufweist, wird durch diesen spektralen Anteil des Luftschalls 44 eine stehende Welle in dem Gehäuse 40 erzeugt wird, welche eine Node 46 in einem Bereich aufweist, in welchem die zweite Membran 38 angeordnet ist. Somit wird also durch den spektralen Anteil des Luftschalls 44, der die typische Frequenz aufweist, gerade keine Schwingung in der zweiten Membran 38 erzeugt. Wenn dagegen das Gehäuse 40 durch den Körperschall mit der typischen Frequenz angeregt wird, schwingen beide Membranen 36 und 38.These are the shape of the case 40 and that of the membrane 36 and 38 as well as the material properties of the elements have been selected in the following way: In the event that also the airborne sound 44 which has the typical frequency for the structure-borne noise, is determined by this spectral component of the airborne sound 44 a standing wave in the housing 40 is generated, which is a node 46 in a region in which the second membrane 38 is arranged. Thus, so by the spectral component of airborne sound 44 that has the typical frequency, just no vibration in the second diaphragm 38 generated. If, on the other hand, the case 40 is stimulated by the structure-borne noise with the typical frequency, swing both membranes 36 and 38 ,

Durch eine spektralen Analyse der Signale, die mittels der beiden Mikrofone erzeugt werden, wird in einer (nicht dargestellten) Signalverarbeitungseinheit festgestellt, ob die Schwingungen beider Membranen 36 und 38 die typische Frequenz aufweisen, oder ob nur die Membran 36 mit der typischen Frequenz schwingt. In Abhängigkeit davon kann also erkannt werden, ob die Schwingung mit der typischen Frequenz durch den Luftschall 44 oder den häufig wiederkehrenden Körperschall erzeugt wurde. Entsprechend kann dieser spektrale Anteil in dem Mikrofonsignal mittels eines einstellbaren Filters der Signalverarbeitungseinheit dann entweder unverändert belassen oder gedämpft werden.By a spectral analysis of the signals generated by the two microphones, it is determined in a (not shown) signal processing unit, whether the vibrations of both membranes 36 and 38 have the typical frequency, or only the membrane 36 vibrates with the typical frequency. Depending on this, it can be detected whether the vibration with the typical frequency due to the airborne sound 44 or the frequently recurring structure-borne sound was produced. Accordingly, this spectral component in the microphone signal can then either be left unchanged or attenuated by means of an adjustable filter of the signal processing unit.

In den Volumina V3 und V4 kann sich Helium befinden. Dadurch werden Wellenlängen eines Luftschalls in den beiden Volumina reduziert. Dies ermöglicht es auch für tiefe Frequenzen, eine Node in dem Gehäuse 40 zu erzeugen, welche die zweite Membran 38 einschließt. Die Verwendung von Helium kann insbesondere bei sehr kleinen Siliziummikrofonen von Vorteil sein.In the volumes V 3 and V 4 helium can be located. As a result, wavelengths of airborne sound in the two volumes are reduced. This also allows for low frequencies, a node in the case 40 to produce which the second membrane 38 includes. The use of helium may be particularly advantageous for very small silicon microphones.

Im Zusammenhang mit beiden Beispielen ist festzustellen, dass ein Mikrofon, dass zwei Membranen in einem gemeinsamen Gehäuse aufweist, nur geringfügig teurer in der Herstellung ist, als ein Mikrofon mit einer einzelnen Membran. Beim Herstellen eines Mikrofons fällt ein großer Teil der Kosten nämlich bei der Herstellung des Gehäuses an.In the context of both examples, it should be noted that a microphone having two diaphragms in a common housing is only slightly more expensive to manufacture than a microphone with a single diaphragm. When manufacturing a microphone, a large part of the costs incurred in the production of the housing.

Die Verwendung eines einzigen Gehäuses weist des Weiteren den Vorteil auf, dass Aufhängungen beider Membranen mechanisch gut gekoppelt sind. Dadurch werden die beiden Membranen durch ein Klopfen, Reiben, durch Windgeräusche oder auch durch eine akustische Rückkopplung jeweils zu derselben Schwingung angeregt, wenn diese Schwingung durch Körperschall in dem Mikrofon erzeugt wird. Mittels eines Siliziummikrofons, dass eine offene und eine geschlossene Kammer aufweist, kann zum Einen die Qualität des Ausgangssignals des Siliziummikrofons verbessert werden und zum Anderen können Kosten für Dämpfungsmaterialien eingespart werden.The use of a single housing further has the advantage that suspensions of both membranes are mechanically well coupled. As a result, the two diaphragms are each stimulated by knocking, rubbing, wind noise or by acoustic feedback to the same vibration when this vibration is generated by structure-borne noise in the microphone. By means of a silicon microphone having an open and a closed chamber, on the one hand the quality of the output signal of the silicon microphone can be improved and on the other hand costs for damping materials can be saved.

Die mittels der ersten Membran und der zweiten Membran erzeugten Signale können durch einen in dem Mikrofon integrierten Verstärker verarbeitet werden. Hier kann auch bereits eine Invertierung des mittels der in der geschlossenen Kammer angeordneten Membran erzeugten Signals erfolgen. Das Invertieren kann z. B. durch eine Phasenverschiebung um 180° bewirkt werden. Das invertierte Signal kann dann von dem Signal der ersten Membran subtrahiert werden. Durch Bereitstellen einer solchen Verarbeitung in dem Mikrofon selbst ergibt sich der Vorteil, dass das Mikrofon lediglich ein einziges, verbessertes Ausgangssignal ausgibt. Statt dessen kann natürlich auch vorgesehen sein, die Signale beider Membrane separat an Anschlüssen des Mikrofons bereitzustellen, um eine Verarbeitung beider Signale durch eine separate Signalverarbeitungseinheit zu ermöglichen.The signals generated by the first diaphragm and the second diaphragm can be processed by an amplifier integrated in the microphone. Here, too, an inversion of the signal generated by means of the diaphragm arranged in the closed chamber can already take place. The inverting can z. B. caused by a phase shift of 180 °. The inverted signal can then be subtracted from the signal of the first membrane. By providing such processing in the microphone itself, there is the advantage that the microphone outputs only a single, improved output signal. Instead, of course, it may also be provided to provide the signals of both membranes separately at terminals of the microphone in order to allow processing of both signals by a separate signal processing unit.

Insgesamt ist durch die Beispiele gezeigt, wie durch die Erfindung ermöglicht ist, in einem Mikrofonsignal einen Anteil eines Luftschalls und eines Körperschalls zu ermitteln und anschließend ein verbessertes Audiosignal für einen Hörgeräteträger bereitzustellen. In Abhängigkeit von einem Signal des Körperschalls lässt sich ein Hörgerät auch steuern.Overall, the examples show how the invention makes it possible to determine a proportion of airborne sound and structure-borne noise in a microphone signal and then to provide an improved audio signal for a hearing device wearer. Depending on a signal of structure-borne noise, a hearing aid can also be controlled.

Claims (10)

Mikrofon (10, 34) für eine Hörvorrichtung, mit einer ersten Membran (22, 36), die in einer zu einer Umgebung des Mikrofons (10, 34) hin offenen Kammer (18, 40) angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen Beschleunigungssensor (28, 38) zum Erfassen einer durch einen Körperschall (24) in dem Mikrofon (10, 34) hervorgerufenen Schwingung.Microphone ( 10 . 34 ) for a hearing device, with a first membrane ( 22 . 36 ), which in one to an environment of the microphone ( 10 . 34 ) open chamber ( 18 . 40 ), characterized by an acceleration sensor ( 28 . 38 ) for detecting a by a structure-borne noise ( 24 ) in the microphone ( 10 . 34 ) caused vibration. Mikrofon nach Anspruch 1, wobei der Beschleunigungssensor eine zweite Membran (28, 38) umfasst, welche in einer geschlossenen Kammer (30, V3, V4) angeordnet ist.Microphone according to claim 1, wherein the acceleration sensor comprises a second membrane ( 28 . 38 ), which in a closed chamber ( 30 , V 3 , V 4 ) is arranged. Mikrofon (10) nach Anspruch 2, wobei Wände (32) der geschlossenen Kammer (30) aus einem starren Material gebildet sind.Microphone ( 10 ) according to claim 2, wherein walls ( 32 ) of the closed chamber ( 30 ) are formed of a rigid material. Mikrofon (34) nach Anspruch 2, wobei eine Wand (36) der geschlossenen Kammer (V3, V4) durch die erste Membran gebildet ist.Microphone ( 34 ) according to claim 2, wherein a wall ( 36 ) of the closed chamber (V 3 , V 4 ) is formed by the first membrane. Mikrofon (34) nach Anspruch 4, wobei durch einen Luftschall (44) aus der Umgebung mittels der ersten Membran (36) in der geschlossenen Kammer (V3, V4) eine stehende Welle erzeugbar ist, welche in einem vorbestimmten Bereich eine Node (46) aufweist, und die zweite Membran (38) in dem vorbestimmten Bereich angeordnet ist.Microphone ( 34 ) according to claim 4, wherein an airborne sound ( 44 ) from the environment by means of the first membrane ( 36 ) in the closed chamber (V 3 , V 4 ) a standing wave can be generated, which in a predetermined area is a node ( 46 ), and the second membrane ( 38 ) is disposed in the predetermined area. Mikrofon (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die beiden Kammern (18, 30) gleich groß sind.Microphone ( 10 ) according to one of claims 2 to 5, wherein the two chambers ( 18 . 30 ) are the same size. Mikrofon (10, 34) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei zumindest ein Volumen (V1, V2, V2', V3, V4), welches in einer der Kammern (18, 30, 40, V3, V4) durch eine der Membranen (22, 28, 36, 38) abgegrenzt ist, mit Helium gefüllt ist.Microphone ( 10 . 34 ) according to one of claims 2 to 6, wherein at least one volume (V 1 , V 2 , V 2 ', V 3 , V 4 ), which in one of the chambers ( 18 . 30 . 40 , V 3 , V 4 ) through one of the membranes ( 22 . 28 . 36 . 38 ) is delineated, filled with helium. Mikrofon (10, 34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Membran (22, 36) und der Beschleunigungssensor (28, 38) in einem gemeinsamen Gehäuse (16, 40) des Mikrofons (10, 34) angeordnet sind.Microphone ( 10 . 34 ) according to any one of the preceding claims, wherein the first membrane ( 22 . 36 ) and the acceleration sensor ( 28 . 38 ) in a common housing ( 16 . 40 ) of the microphone ( 10 . 34 ) are arranged. Verfahren zum Ermitteln eines Signalanteils eines Luftschalls (14, 44) und/oder eines Körperschalls (24) in einem Mikrofonsignal einer Hörvorrichtung, welche ein Mikrofon (10, 34) mit den Merkmalen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, umfassend die Schritte: – Erfassen eines ersten Signals mittels der ersten Membran (22, 36), wobei die erste Membran (22, 36) durch den Körperschall (24) und den Luftschall (14, 44) bewegt wird; – Erfassen eines zweiten Signals mittels des Beschleunigungssensors (28, 38), wobei der Beschleunigungssensor (28, 38) durch den Körperschall (24) bewegt wird; – Vergleichen des ersten Signals mit dem zweiten Signal; – Ermitteln des Signalanteils des ersten Signals, welcher durch den Luftschall (14, 44) erzeugt worden ist, und/oder des Signalanteils des ersten Signals, welcher durch den Körperschall (24) erzeugt worden ist.Method for determining a signal component of an airborne sound ( 14 . 44 ) and / or a structure-borne noise ( 24 ) in a microphone signal of a hearing device, which is a microphone ( 10 . 34 ) having the features according to one of the preceding claims, comprising the steps: - detecting a first signal by means of the first membrane ( 22 . 36 ), wherein the first membrane ( 22 . 36 ) by the structure-borne noise ( 24 ) and the airborne sound ( 14 . 44 ) is moved; Detecting a second signal by means of the acceleration sensor ( 28 . 38 ), wherein the acceleration sensor ( 28 . 38 ) by the structure-borne noise ( 24 ) is moved; Comparing the first signal with the second signal; Determining the signal portion of the first signal, which by the airborne sound ( 14 . 44 ) has been generated, and / or the signal component of the first signal, which by the structure-borne noise ( 24 ) has been generated. Verfahren nach Anspruch 9, mit den zusätzlichen Schritten: – Erkennen eines Klopfsignals, welches durch Berühren der Hörvorrichtung erzeugt wird; – Einstellen einer Funktion der Hörvorrichtung in Abhängigkeit von dem erkannten Klopfsignal.Method according to claim 9, with the additional steps: Detecting a knocking signal generated by touching the hearing device; - Setting a function of the hearing device in response to the detected knock signal.
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